of 43 /43

Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1
Page 2: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Protectia impotriva coroziunii prin Protectia impotriva coroziunii prin acoperiri acoperiri

Scopuri secundare; imbunatatirea prop. Scopuri secundare; imbunatatirea prop. mecanice la suprafata,rezistenta la uzura mecanice la suprafata,rezistenta la uzura si abraziune, aspect decorativ si abraziune, aspect decorativ

Curatirea suprafetelor Curatirea suprafetelor Acoperiri chimice anorganice si organiceAcoperiri chimice anorganice si organiceAcoperiri electrochimiceAcoperiri electrochimiceTenhologii neconventionale de acoperireTenhologii neconventionale de acoperire

Page 3: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Curatirea suprafetelor metaliceCuratirea suprafetelor metalice

reprezinta operatiile de pregatire chimica si reprezinta operatiile de pregatire chimica si electrochimica a suprafetelor metalice in vederea electrochimica a suprafetelor metalice in vederea acoperirii lor cu strate subtiri. acoperirii lor cu strate subtiri.

se defineste ca procesul de indepartare a impuritatilor de se defineste ca procesul de indepartare a impuritatilor de pe suprafata ce urmeaza a fi acoperita.pe suprafata ce urmeaza a fi acoperita.

Impuritatile suprafetei sunt materiale indezirabile cu Impuritatile suprafetei sunt materiale indezirabile cu caracteristici fizico-chimice diferite de cele ale suprafetei caracteristici fizico-chimice diferite de cele ale suprafetei de acoperit.de acoperit.

Contaminarea suprafetelor are loc in procesul de Contaminarea suprafetelor are loc in procesul de obtinere, de formare, de tratament termic, de sudura, de obtinere, de formare, de tratament termic, de sudura, de lipire, imbinare, in timpul periodei de exploatare prin lipire, imbinare, in timpul periodei de exploatare prin contactul cu mediul de lucru ( atmosfera, lichide de contactul cu mediul de lucru ( atmosfera, lichide de racire, uleiuri,substante provenite din degradarea racire, uleiuri,substante provenite din degradarea materialelor plastice si acoperirilor, sau datorita formarii materialelor plastice si acoperirilor, sau datorita formarii produsilor de coroziune:produsilor de coroziune:

Page 4: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

DegresareaDegresarea

Degresarea este operatia de indepartare a materialelor grase, si Degresarea este operatia de indepartare a materialelor grase, si anume: grasimi animale, grasimi vegetale si uleiuri minerale anume: grasimi animale, grasimi vegetale si uleiuri minerale

poate fi realizata pe cale chimica sau electrochimicapoate fi realizata pe cale chimica sau electrochimica

in solventi organici in solventi organici

in solutii alcaline.in solutii alcaline. Degresarea in solventi organiciDegresarea in solventi organici consta in dizolvarea materialelor consta in dizolvarea materialelor

grase de orice natura in solventi ca: benzina, benzen, toluen, petrol, grase de orice natura in solventi ca: benzina, benzen, toluen, petrol, tetraclorura de carbon, diclor-etan, tricloretilena, etc. tetraclorura de carbon, diclor-etan, tricloretilena, etc.

se poate face in trei moduri: prin imersie (scufundare), prin se poate face in trei moduri: prin imersie (scufundare), prin pulverizare si in vaporii solventului, ultimul fiind cel mai eficient.pulverizare si in vaporii solventului, ultimul fiind cel mai eficient.

Degresarea chimica si electrochimica in solutii alcalineDegresarea chimica si electrochimica in solutii alcaline este este folosita mult pentru indepartarea materialelor grase (resturi de folosita mult pentru indepartarea materialelor grase (resturi de materiale organice peliculogene cum ar fi grunduri, vopsele, uleiuri) materiale organice peliculogene cum ar fi grunduri, vopsele, uleiuri) precum si materialelor metalice, depuneri de carbon si silicice, praf.precum si materialelor metalice, depuneri de carbon si silicice, praf.

Page 5: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Degresarea chimicaDegresarea chimica permite indepartarea permite indepartarea atat a grasimilor prin atat a grasimilor prin saponificaresaponificare cat si a cat si a uleiurilor prin emulsionare. La contactul uleiurilor prin emulsionare. La contactul suprafetelor contaminate cu solutia alcalina, ca suprafetelor contaminate cu solutia alcalina, ca urmare a modificarii tensiunii superficiale, urmare a modificarii tensiunii superficiale, stratul de ulei mineral se fragmenteaza.stratul de ulei mineral se fragmenteaza.

Pentru a favoriza desprinderea picaturilor de Pentru a favoriza desprinderea picaturilor de ulei, solutia alcalina contine de obicei si o ulei, solutia alcalina contine de obicei si o substanta emulgatoaresubstanta emulgatoare cum ar fi sticla cum ar fi sticla solubila sau sapunul.solubila sau sapunul.

In multe cazuri, o parte din sapunul necesar In multe cazuri, o parte din sapunul necesar rezulta in urma reactiei de saponificare intre rezulta in urma reactiei de saponificare intre materialele grase si solutiile alcaline. materialele grase si solutiile alcaline.

Page 6: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Degresarea electrochimica.Degresarea electrochimica. Mecanismul degresarii electrochimice consta in micsorarea Mecanismul degresarii electrochimice consta in micsorarea

capacitatii de umectare a suprafetei metalice de catre grasimi si in capacitatii de umectare a suprafetei metalice de catre grasimi si in emulsionarea uleiurilor datorita desprinderii lor mecanice de pe emulsionarea uleiurilor datorita desprinderii lor mecanice de pe suprafata metalica provocata de bulele de gaz (H2 sau O2) suprafata metalica provocata de bulele de gaz (H2 sau O2) rezultate in timpul electrolizei. rezultate in timpul electrolizei.

Bulele de hidrogen (degresare catodica) sau cele de oxigen Bulele de hidrogen (degresare catodica) sau cele de oxigen (degresare anodica) retinute pe suprafata picaturilor de ulei (degresare anodica) retinute pe suprafata picaturilor de ulei reusesc prin marirea volumului lor ca sa se desoarba impreuna cu reusesc prin marirea volumului lor ca sa se desoarba impreuna cu picaturile de ulei si sa le antreneze la suprafata solutiei de electrolit.picaturile de ulei si sa le antreneze la suprafata solutiei de electrolit.

Rezultate foarte bune se obtin prin aplicarea agitarii cu ultrasunete Rezultate foarte bune se obtin prin aplicarea agitarii cu ultrasunete in timpul degresarii catodice si anodice in special pe piese mici cu in timpul degresarii catodice si anodice in special pe piese mici cu profil complicat.profil complicat.

Page 7: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Decapare chimica si electrochimicaDecapare chimica si electrochimica Decaparea reprezinta procesul de indepartare a straturilor de oxizi de Decaparea reprezinta procesul de indepartare a straturilor de oxizi de

pe un numar mare de suprafete si forme diferite: bare, placi, tabla, pe un numar mare de suprafete si forme diferite: bare, placi, tabla, tuburi, sarme. Decaparea urmeaza totdeauna degresarii. Decaparea se tuburi, sarme. Decaparea urmeaza totdeauna degresarii. Decaparea se face chimic sau electrochimic.face chimic sau electrochimic.

Decaparea chimica consta in doua reactii ale solutiei acide una cu Decaparea chimica consta in doua reactii ale solutiei acide una cu stratul de oxid, si cea de-a doua cu suprafata piesei. Mecanismul stratul de oxid, si cea de-a doua cu suprafata piesei. Mecanismul general consta in patrunderea acidului prin pori si fisuri in straturile de general consta in patrunderea acidului prin pori si fisuri in straturile de oxizi si apoi reactia chimica cu metalul piesei din care rezulta hidrogen oxizi si apoi reactia chimica cu metalul piesei din care rezulta hidrogen gazos. Cand cantitatea de hidrogen formata creste se atinge o presiune gazos. Cand cantitatea de hidrogen formata creste se atinge o presiune la care degajarea gazului determina desprinderea straturilor de oxizi.la care degajarea gazului determina desprinderea straturilor de oxizi.

Decaparea metalelor feroase se face in solutii de HDecaparea metalelor feroase se face in solutii de H22SOSO44, HCl, sau intr-, HCl, sau intr-un amestec al celor doi acizi.un amestec al celor doi acizi.

Cuprul si aliajele sale se decapeaza in solutii de acid azotic sau in Cuprul si aliajele sale se decapeaza in solutii de acid azotic sau in amestecul acid azotic+ acid sulfuric+ acid clorhidric. In timpul decaparii amestecul acid azotic+ acid sulfuric+ acid clorhidric. In timpul decaparii in solutii ce contin acid azotic rezulta oxizi toxici de azot, este necesara in solutii ce contin acid azotic rezulta oxizi toxici de azot, este necesara o ventilatie locala eficienta.o ventilatie locala eficienta.

Page 8: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Decaparea electrochimicaDecaparea electrochimica Decaparea anodica Decaparea anodica consta in desprinderea oxizilor de pe consta in desprinderea oxizilor de pe

suprafata pieselor de catre oxigenul degajat, precum si in suprafata pieselor de catre oxigenul degajat, precum si in dizolvarea metalului. In calitate de electrolit pot fi folosite dizolvarea metalului. In calitate de electrolit pot fi folosite solutii de acizi sau saruri. Pentru decaparea metalelor solutii de acizi sau saruri. Pentru decaparea metalelor feroase se poate utiliza solutia cu compozitia:feroase se poate utiliza solutia cu compozitia:

150g/l H150g/l H22SOSO44 si 50g/l NaCl. Se lucreaza la 20-600 si 50g/l NaCl. Se lucreaza la 20-600°°C si 5-C si 5-

10A/dm10A/dm22.. Decaparea catodicaDecaparea catodica se bazeaza pe actiunea reducatoare a se bazeaza pe actiunea reducatoare a

hidrogenului degajat si pe indepartarea pe cale mecanica a hidrogenului degajat si pe indepartarea pe cale mecanica a oxizilor de catre bulele de gaz. Decaparea catodica se pote oxizilor de catre bulele de gaz. Decaparea catodica se pote efectua intr-o solutie de compozitie: 50g/lHefectua intr-o solutie de compozitie: 50g/lH22SOSO44; 30g/l HCl; ; 30g/l HCl;

22g/lNaCl si 1 litru de apa. Se lucreaza la 60-70022g/lNaCl si 1 litru de apa. Se lucreaza la 60-700°°C si 7-C si 7-10A/dm10A/dm22 timp de 10-15 minute. timp de 10-15 minute.

Page 9: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

DecapareDecapare

Indepartare de oxizi pe cale chimicaIndepartare de oxizi pe cale chimicaFeFe22OO33 + 3H + 3H22SOSO44 Fe Fe22(SO(SO44))33 + 3H + 3H22OO

Compozitie: HCl 15-20%Compozitie: HCl 15-20% HH22SOSO44 31% adaos de inhibitori 31% adaos de inhibitori

Bai de saruri topite pentru oxizii foarte aderenti:Bai de saruri topite pentru oxizii foarte aderenti:a)Reducatoare: NaOH + NaHa)Reducatoare: NaOH + NaHb)Oxidante: NaOH + NaNOb)Oxidante: NaOH + NaNO33 + NaCl + NaCl

Conditii:-la rece;Conditii:-la rece; -la cald;-la cald; -in prezenta curentului electric;-in prezenta curentului electric; -in absenta curentului electric.-in absenta curentului electric.

Page 10: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Lustruirea mecanica, chimica si electrochimicaLustruirea mecanica, chimica si electrochimica proces de prelucrare a suprafetelor metalice in scopul indepartarii celor mai proces de prelucrare a suprafetelor metalice in scopul indepartarii celor mai

mici asperitati de pe suprafata piesei pentru a i se da un luciu de oglinda, cu mici asperitati de pe suprafata piesei pentru a i se da un luciu de oglinda, cu un coeficient ridicat de reflexie a luminii.;un coeficient ridicat de reflexie a luminii.;

se realizeaza prin prelucrare mecanica, chimica sau electrochimica in scop se realizeaza prin prelucrare mecanica, chimica sau electrochimica in scop decorativ si functional.decorativ si functional.

Suprafata metalica este heterogena din punct de vedere energetic. Energia Suprafata metalica este heterogena din punct de vedere energetic. Energia superficiala a microproeminentelor este mai mare decat a microadanciturilor superficiala a microproeminentelor este mai mare decat a microadanciturilor datorita defectelor de retea si difuziei rapide a ionilor din varful datorita defectelor de retea si difuziei rapide a ionilor din varful microproeminentelor.microproeminentelor.

Ca rezultat al dizolvarii anodice a suprafetei metalice are loc cresterea Ca rezultat al dizolvarii anodice a suprafetei metalice are loc cresterea concentratiei ionilor metalici si formarea in imediata vecinatate a suprafetei concentratiei ionilor metalici si formarea in imediata vecinatate a suprafetei metalice a unui strat subtire, vascos cu o rezistenta mare electrica numit metalice a unui strat subtire, vascos cu o rezistenta mare electrica numit strat Jacquetstrat Jacquet..

Stratul ionic Jacquet este mai mare in microdepresiune si mai subtire in Stratul ionic Jacquet este mai mare in microdepresiune si mai subtire in microproeminente. Rezistenta electrica in proeminente fiind mai mica decat microproeminente. Rezistenta electrica in proeminente fiind mai mica decat in adancituri acestea se vor dizolva preferential uniformizand profilul in adancituri acestea se vor dizolva preferential uniformizand profilul suprafetei. suprafetei.

Dizolvarea anodica in solutii concentrate de acizi sau baze reprezinta Dizolvarea anodica in solutii concentrate de acizi sau baze reprezinta mecanismul lustruirii electrochimice sau electropolizarea cand piesa mecanismul lustruirii electrochimice sau electropolizarea cand piesa metalica este facuta anod intr-un circuit de electroliza.metalica este facuta anod intr-un circuit de electroliza.

Compozitia baii este astfel aleasa incat stratul pasiv de oxid sa nu Compozitia baii este astfel aleasa incat stratul pasiv de oxid sa nu depaseasca cateva straturi atomice.depaseasca cateva straturi atomice.

Page 11: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Lustruirea chimicaLustruirea chimica

Reprezinta procesul de finisare a suprafetei in solutii de Reprezinta procesul de finisare a suprafetei in solutii de polisare de aceeasi compozitie chimica ca in lustruirea polisare de aceeasi compozitie chimica ca in lustruirea electrochimica, dar in absenta curentului electric.electrochimica, dar in absenta curentului electric.

Polisarea chimica reprezinta de fapt o coroziune Polisarea chimica reprezinta de fapt o coroziune electrochimica in care reactia de dizolvare anodica ce electrochimica in care reactia de dizolvare anodica ce conduce la lustruire decurge dupa acelasi mecanism dat conduce la lustruire decurge dupa acelasi mecanism dat de Jacquet, iar electronii eliberati in procesul de ionizare de Jacquet, iar electronii eliberati in procesul de ionizare al metalului sunt consumati in reactia de reducere a al metalului sunt consumati in reactia de reducere a ionilor de hidrogen ai Hionilor de hidrogen ai H33POPO44, HNO, HNO33 si HClO si HClO44..

Baia de polisare chimica contine agenti oxidanti (CrOBaia de polisare chimica contine agenti oxidanti (CrO33, , HNOHNO33, H, H22OO22) agenti dizolvanti (acizi sau baze) si ) agenti dizolvanti (acizi sau baze) si promotori ai stratului ionic difuz Jacquet (Hpromotori ai stratului ionic difuz Jacquet (H33POPO44, H, H22SOSO44, , CHCH33COOH, glicerina).COOH, glicerina).

Page 12: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Straturi de conversieStraturi de conversie Se obtin prin reactii de oxidare (chimic si Se obtin prin reactii de oxidare (chimic si

electrochimic) la rece si la cald. Se obtin oxizi si saruri.electrochimic) la rece si la cald. Se obtin oxizi si saruri. Se clasifica inSe clasifica in:: - - Oxidarea otelului Oxidarea otelului brunarebrunare: peliculele negre se obtin in : peliculele negre se obtin in

bai;bai; - NaOH, NaNO- NaOH, NaNO3 3 sisi NaNONaNO2 2 temp 150-155temp 150-155°°CC -Electrochimic in baie de NaOH unde piesa de protejat -Electrochimic in baie de NaOH unde piesa de protejat

este anod;este anod; -Tratare cu vapori de apa supraincalziti.-Tratare cu vapori de apa supraincalziti.

Page 13: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

EloxareEloxare

Pelicule de 20-50 microni obtinute prin oxidare anodica:Pelicule de 20-50 microni obtinute prin oxidare anodica:

Catod de Pb 2(HCatod de Pb 2(H++ + e) + e)HH22 SO SO442-2- - 2e - 2e SOSO33 + O + O

Piese anod 2(OH – e)Piese anod 2(OH – e)HH22O + O 2Al + 3OO + O 2Al + 3OAlAl22OO33

-Pelicula higroscopica si cu elasticitate mare;-Pelicula higroscopica si cu elasticitate mare;-Compactizare prin introducerea piesei la 90-Compactizare prin introducerea piesei la 90°°C, se C, se

formeaza cristale Alformeaza cristale Al22OO33.H.H22O care astupa porii = O care astupa porii = eloxare duraeloxare dura (bai H2SO4 10-15%, acid cromic 3-10%).

Page 14: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

FosfatareFosfatare

Se efectueaza in urmatoarele moduri:Se efectueaza in urmatoarele moduri: La cald 50La cald 50°°C;C; La rece 20La rece 20°°C;C; Chimic;Chimic; Electrolitic.Electrolitic.

Fe + 2HFe + 2H33POPO44 Fe(HFe(H22POPO44))22 + H + H22

3Zn(H3Zn(H22POPO44))22 ZnZn33(PO(PO44))22 + 4H + 4H33POPO44

Compozitie: HCompozitie: H33POPO44; Zn; Zn33(PO(PO44))22

Depunerea fosfatului tertiar se poate intensifica prin Depunerea fosfatului tertiar se poate intensifica prin adaugare de substante acceleratoare NaNOadaugare de substante acceleratoare NaNO3.3.

Se foloseste la fonta,otel, staturi fragile intermediare Se foloseste la fonta,otel, staturi fragile intermediare pentru alte depuneri (lacuri, vopsele).pentru alte depuneri (lacuri, vopsele).

Page 15: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Depuneri catodice de metale Depuneri catodice de metale

Tehnologia depunerilor galvanice poate realiza straturi subtiri si Tehnologia depunerilor galvanice poate realiza straturi subtiri si aderente la metalul de baza (galvanostegia) sau dimpotriva aderente la metalul de baza (galvanostegia) sau dimpotriva urmareste realizarea de strate groase si usor detasabile de pe urmareste realizarea de strate groase si usor detasabile de pe piesele de acoperit (galvanoplastia). piesele de acoperit (galvanoplastia).

Depunerile electrochimice au la baza reactia catodica de reducere Depunerile electrochimice au la baza reactia catodica de reducere a ionilor metalici din solutii apoase (Ma ionilor metalici din solutii apoase (M+z+z +ze +ze Me Me) pe suprafata ) pe suprafata piesei legata la polul negativ intr-un montaj de electroliza si are loc piesei legata la polul negativ intr-un montaj de electroliza si are loc la potentiale mai negative decat potentialul de echilibru al metalului la potentiale mai negative decat potentialul de echilibru al metalului ce se depune in conditiile date.ce se depune in conditiile date.

In galvanotehnica sunt apreciate depunerile omogene, cu cristale In galvanotehnica sunt apreciate depunerile omogene, cu cristale fine mici, cu luciu de oglinda pentru anumite domenii de utilizare si fine mici, cu luciu de oglinda pentru anumite domenii de utilizare si cele macrocristaline pentru altele.cele macrocristaline pentru altele.

Factorii care influenteaza depunerile catodice.Factorii care influenteaza depunerile catodice. Depunerile catodice se realizeaza prin electroliza solutiilor apoase Depunerile catodice se realizeaza prin electroliza solutiilor apoase

de saruri simple sau complexe care contin ionii metalului ce trebuie de saruri simple sau complexe care contin ionii metalului ce trebuie depus. Piesa de acoperit constituie catodul, iar anodul poate fi un depus. Piesa de acoperit constituie catodul, iar anodul poate fi un metal inert (anod insolubil) sau metalul ce urmeaza a fi depus (anod metal inert (anod insolubil) sau metalul ce urmeaza a fi depus (anod solubil).solubil).

Page 16: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Straturi metaliceStraturi metalice

Din bai cu ionul de depus.Din bai cu ionul de depus. Bai: -simple;Bai: -simple;

-complexe;-complexe;

-acide;-acide;

-alcaline.-alcaline. Caracteristici: -putere de patrundere (abilitate de a Caracteristici: -putere de patrundere (abilitate de a

forma straturi uniforme);forma straturi uniforme);

-putere de nivelare; reducerea gradului de -putere de nivelare; reducerea gradului de rugozitate; rugozitate;

-efectul agentilor tensioactivi si de luciu, care -efectul agentilor tensioactivi si de luciu, care micsoreaza V de depuneremicsoreaza V de depunere

-codepunere de ioni.-codepunere de ioni.

Page 17: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Influenta compozitiei electrolituluiInfluenta compozitiei electrolitului Componentii principali: substante ce contin ionii metalului ce se Componentii principali: substante ce contin ionii metalului ce se

depun pe piesa, substante care maresc conductivitatea electrica a depun pe piesa, substante care maresc conductivitatea electrica a solutiei ex: Nasolutiei ex: Na22SOSO44, NH, NH44SOSO44, NH, NH44Cl si substante care asigura pH-ul Cl si substante care asigura pH-ul necesar depunerii exemplu: acid boric, acid citric pentru bai acide si necesar depunerii exemplu: acid boric, acid citric pentru bai acide si NaNa22COCO33, NaOH pentru bai alcaline., NaOH pentru bai alcaline.

Componentii secundari: agenti de nivelere, agenti de luciu, de Componentii secundari: agenti de nivelere, agenti de luciu, de patrundere.patrundere.

Bai de sareBai de sare (simple sau acide). Ele contin cantitati apreciabile de (simple sau acide). Ele contin cantitati apreciabile de ioni metalici pentru a evita consumarea acestor ioni in timpul ioni metalici pentru a evita consumarea acestor ioni in timpul electrolizei electrolizei

Pentru a obtine depuneri microcristaline in solutiile concentrate se Pentru a obtine depuneri microcristaline in solutiile concentrate se micsoreaza gradul de disociere al sarii introducand in electrolit un micsoreaza gradul de disociere al sarii introducand in electrolit un compus cu anion comun. De exemplu in baia de cuprare CuSO4, compus cu anion comun. De exemplu in baia de cuprare CuSO4, zincare ZnSOzincare ZnSO44, stanare SnSO, stanare SnSO44 se introduce H se introduce H22SOSO44. Conform legii . Conform legii deplasarii echilibrului chimic anionul comun al acidului impiedica deplasarii echilibrului chimic anionul comun al acidului impiedica disocierea totala a sarii.disocierea totala a sarii.

Pe masura ce ionii metalului (CuPe masura ce ionii metalului (Cu++++, Zn, Zn++++, Sn, Sn++++) sunt redusi la catod si ) sunt redusi la catod si concentratia lor scade in electrolit, asigurarea electroneutralitatii concentratia lor scade in electrolit, asigurarea electroneutralitatii solutiei impune disocierea unei noi cantitati de sare.solutiei impune disocierea unei noi cantitati de sare.

Page 18: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Bai cu ioni complexi (bai alcaline)Bai cu ioni complexi (bai alcaline) In baile alcaline se folosesc solutiile de saruri complexe cum ar fi: In baile alcaline se folosesc solutiile de saruri complexe cum ar fi:

ciano-complecsi. Depunerile obtinute cu electrolitii complecsi sunt ciano-complecsi. Depunerile obtinute cu electrolitii complecsi sunt microcristaline spre deosebire de cele obtinute in electroliti simpli microcristaline spre deosebire de cele obtinute in electroliti simpli (bai acide). Ciano complecsii sunt toxici si exista tendinte de (bai acide). Ciano complecsii sunt toxici si exista tendinte de inlocuire, desi depunerile sunt uniforme si fine .inlocuire, desi depunerile sunt uniforme si fine .

In bai de complecsi, supratensiunea catodica este mare datorita In bai de complecsi, supratensiunea catodica este mare datorita dificultatilor legate de reducerea ionilor la catod.dificultatilor legate de reducerea ionilor la catod.

Exista doua mecanisme cu privire la depunerea metalelor din Exista doua mecanisme cu privire la depunerea metalelor din complecsi chimici. Unii cercetatori arata ca la anod are loc complecsi chimici. Unii cercetatori arata ca la anod are loc descarcarea cationilor simpli rezultati din disocierea anionilor descarcarea cationilor simpli rezultati din disocierea anionilor complexi astfel:complexi astfel:

Altii considera ca reactia la catod este rezultatul reducerii anionilor Altii considera ca reactia la catod este rezultatul reducerii anionilor complecsi adsorbiti specific pe suprafata piesei.complecsi adsorbiti specific pe suprafata piesei.

CNMCNM 2)( 2

22 )(CNMKCNMK

MeM

22 )(CNMKCNMK

CNMeCNM 2)( 2

22 )(CNMKCNMK

CNMeCNM 2)( 2

CNMCNM 2)( 2

22 )(CNMKCNMK

MeM

CNMCNM 2)( 2

22 )(CNMKCNMK

Page 19: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Influenta pH-ului solutiei de electrolitInfluenta pH-ului solutiei de electrolit Influenta concentratiei HInfluenta concentratiei H+ + asupra depunerilor catodice este legata de asupra depunerilor catodice este legata de

pozitia metalului care se depune in seria potentialelor standard .pozitia metalului care se depune in seria potentialelor standard . Metalul se depune cu atat mai usor cu cat potentialul sau este mai pozitiv, Metalul se depune cu atat mai usor cu cat potentialul sau este mai pozitiv,

deci metalele situate dupa hidrogen se vor depune la catod inaintea deci metalele situate dupa hidrogen se vor depune la catod inaintea hidrogenului in absenta supratensiunii.hidrogenului in absenta supratensiunii.

Marind densitatea de curent pentru realizarea unor depuneri de calitate Marind densitatea de curent pentru realizarea unor depuneri de calitate suprioara, se poate ajunge la o micsorare a concentratiei ionilor metalici la suprioara, se poate ajunge la o micsorare a concentratiei ionilor metalici la suprafata catodului, ceea ce determina deplasarea potentialului de suprafata catodului, ceea ce determina deplasarea potentialului de descarcare la valori apropiate de cea a hidrogenului, care se poate descarcare la valori apropiate de cea a hidrogenului, care se poate depune simultan la suprafata sub forma de bule, impiedicand depunerea depune simultan la suprafata sub forma de bule, impiedicand depunerea metalului in locurile respective. ( codepunere nedorita )metalului in locurile respective. ( codepunere nedorita )

Daca bulele de gaz raman pe suprafata electrodului in timpul electrolizei Daca bulele de gaz raman pe suprafata electrodului in timpul electrolizei depunerea obtinuta prezinta pori; ajungand pana la metalul de baza depunerea obtinuta prezinta pori; ajungand pana la metalul de baza micsoreaza adeziunea si permite patrunderea mediului coroziv.micsoreaza adeziunea si permite patrunderea mediului coroziv.

O alta parte din hidrogenul atomic format prin reducerea catodica O alta parte din hidrogenul atomic format prin reducerea catodica difuzeaza in interiorul metalului provocand fisurarea prin hidrogen difuzeaza in interiorul metalului provocand fisurarea prin hidrogen (fragilizarea fontelor si otelurilor) sau se absoarbe in stratul metalic depus (fragilizarea fontelor si otelurilor) sau se absoarbe in stratul metalic depus dand nastere la acoperiri casante sau spongioase.dand nastere la acoperiri casante sau spongioase.

Page 20: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Influenta densitatii de curentInfluenta densitatii de curent

Marirea densitatii de curent contribuie, de obicei, la obtinerea Marirea densitatii de curent contribuie, de obicei, la obtinerea depozitelor fin cristalizate prin intermediul cresterii depozitelor fin cristalizate prin intermediul cresterii supratensiunii catodice. Totusi la densitati prea mari de supratensiunii catodice. Totusi la densitati prea mari de curent, datorita scaderii considerabile a concentratiei ionilor curent, datorita scaderii considerabile a concentratiei ionilor metalici in solutia din vecinatatea catodului, stratele depuse metalici in solutia din vecinatatea catodului, stratele depuse au aspect dendritic (arborescent).au aspect dendritic (arborescent).

La densitati de curent apropiate curentului limita de difuzie, La densitati de curent apropiate curentului limita de difuzie, rezulta depuneri spongioase care se exfoliaza in timpul rezulta depuneri spongioase care se exfoliaza in timpul electrolizei.electrolizei.

Page 21: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Influenta temperaturii si agitarii Influenta temperaturii si agitarii

electrolituluielectrolitului Ridicarea temperaturii in prezenta agitarii, pastrand constante Ridicarea temperaturii in prezenta agitarii, pastrand constante

compozitia electrolitului si densitatea de curent, micsoreaza de obicei compozitia electrolitului si densitatea de curent, micsoreaza de obicei supratensiunea datorita cresterii vitezei de difuzie a ionilor si a vitezei supratensiunea datorita cresterii vitezei de difuzie a ionilor si a vitezei etapelor chimice ale elctrodepunerii.etapelor chimice ale elctrodepunerii.

Ridicarea temperaturii si rolul agitarii solutiei are ca efect: prevenirea Ridicarea temperaturii si rolul agitarii solutiei are ca efect: prevenirea sau inlaturarea pasivarii anozilor, marirea conductivitatii electrice a sau inlaturarea pasivarii anozilor, marirea conductivitatii electrice a solutiilor de electrolit, micsorarea cantitatii de hidrogen inmagazinate solutiilor de electrolit, micsorarea cantitatii de hidrogen inmagazinate in depunerea catodica.in depunerea catodica.

Pentru fiecare baie de electroliza exista o temperatura optima Pentru fiecare baie de electroliza exista o temperatura optima care asigura randamentul maxim, de obicei peste 40care asigura randamentul maxim, de obicei peste 4000C uneori chiar C uneori chiar intre 60-70intre 60-7000C.C.

Agitarea asigura depozite metalice uniforme pe pise cu Agitarea asigura depozite metalice uniforme pe pise cu configuratie complicata. Un mod de agitare, in afara celor cu aer sau configuratie complicata. Un mod de agitare, in afara celor cu aer sau alte gaze consta in pendularea orizontala a barelor catodice cu o alte gaze consta in pendularea orizontala a barelor catodice cu o viteza de 5-7m/min in instalatii automatizate. Cea mai eficienta agitare viteza de 5-7m/min in instalatii automatizate. Cea mai eficienta agitare este cu ajutorul ultrasunetelor. este cu ajutorul ultrasunetelor.

Page 22: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Puterea de patrundere (capacitate de Puterea de patrundere (capacitate de

dispersie)dispersie) Puterea de patrundere reprezinta capacitatea baii galvanice de a forma Puterea de patrundere reprezinta capacitatea baii galvanice de a forma

strate de grosime uniforme chiar pe suprafetele metalice ce nu sunt strate de grosime uniforme chiar pe suprafetele metalice ce nu sunt echidistante fata de anod.echidistante fata de anod.

Factorii principali care influenteaza puterea de patrundere sunt: Factorii principali care influenteaza puterea de patrundere sunt: conductivitatea solutiei de electrolit si gradul de polarizare a catoduluiconductivitatea solutiei de electrolit si gradul de polarizare a catodului

Puterea de nivelare si agentii de nivelarePuterea de nivelare si agentii de nivelare Puterea de nivelare este o calitate care se manifesta prin Puterea de nivelare este o calitate care se manifesta prin

reducerea gradului de rugozitate a stratului depus. Acest reducerea gradului de rugozitate a stratului depus. Acest efect se obtine prin folosirea unor substante tensioactive efect se obtine prin folosirea unor substante tensioactive denumiti denumiti agenti de nivelareagenti de nivelare. .

Agentii de nivelare sunt substante organice care se adsorb Agentii de nivelare sunt substante organice care se adsorb in special pe microproeminente marind pe aceste portiuni in special pe microproeminente marind pe aceste portiuni supratensiunea catodica ceea ce va produce o incetinire a supratensiunea catodica ceea ce va produce o incetinire a vitezei de depunere. In acelasi timp, substantele organice vitezei de depunere. In acelasi timp, substantele organice nu se adsorb in microadancituri permitand cresterea nu se adsorb in microadancituri permitand cresterea stratului depus. In timp se realizeaza o nivelare a stratului stratului depus. In timp se realizeaza o nivelare a stratului depus pe microproeminente si microadancituri.depus pe microproeminente si microadancituri.

Page 23: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

ZincareZincare Acoperirile cu zinc sunt folosite pentru protectia materialelor feroase Acoperirile cu zinc sunt folosite pentru protectia materialelor feroase

(fonta si otel) Stratele de zinc nu rezista in atmosfere industriale, puternic (fonta si otel) Stratele de zinc nu rezista in atmosfere industriale, puternic poluate sau in atmosfera marina. Grosimea acoperirilor cu zinc variaza poluate sau in atmosfera marina. Grosimea acoperirilor cu zinc variaza inte 0,005-0,05mm in functie de conditiile de exploatare.inte 0,005-0,05mm in functie de conditiile de exploatare.

Zincul poate fi depus in bai acide, in bai alcaline, cu si fara complecsi Zincul poate fi depus in bai acide, in bai alcaline, cu si fara complecsi cianici. Depunerile de zinc prezinta aderenta foarte buna si randamente cianici. Depunerile de zinc prezinta aderenta foarte buna si randamente mari.mari.Depunerile de zinc foarte bune se obtin in special pe suprafete plane.Depunerile de zinc foarte bune se obtin in special pe suprafete plane.Bai acide de galvanizareBai acide de galvanizare

Baile acide contin: ZnSOBaile acide contin: ZnSO44, H, H22SOSO44, Na, Na22SOSO44, Al, Al22(SO(SO44))33. Aceste solutii . Aceste solutii prezinta conductibilitate electrica buna; fenomenele de polarizare la catod prezinta conductibilitate electrica buna; fenomenele de polarizare la catod si anod sunt mici, supratensiunea catodica si anodica sunt mici. Se si anod sunt mici, supratensiunea catodica si anodica sunt mici. Se lucreaza cu agitare la o densitate de curent 2-10A/dmlucreaza cu agitare la o densitate de curent 2-10A/dm22 iar pentru sarme la iar pentru sarme la 20-400A/dm20-400A/dm22. Se folosesc ca agenti de nivelare dextrina si glucoza. Au . Se folosesc ca agenti de nivelare dextrina si glucoza. Au loc urmatoarele procese:loc urmatoarele procese:

In solutie are loc disocierea sulfatului de zinc: In solutie are loc disocierea sulfatului de zinc: ZnSO4ZnSO4 Zn Zn++++ + SO + SO44

2-2- La catodul reprezentat de obiectul de acoperit are loc reducerea ionilor de La catodul reprezentat de obiectul de acoperit are loc reducerea ionilor de

zinc:zinc:ZnZn++++ + 2e- + 2e- Zn Zn

Se folosesc anozi solubili astfel incat reactia de dizolvare anodica, care Se folosesc anozi solubili astfel incat reactia de dizolvare anodica, care asigura concentratia constanta a solutiei este: Zn asigura concentratia constanta a solutiei este: Zn Zn Zn++++ +2e- +2e-

Page 24: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Bai acide cu electroliti fluoroborati contin Zn (BFBai acide cu electroliti fluoroborati contin Zn (BF44))22, NH, NH44Cl, NHCl, NH44BFBF44. . Acesti electroliti permit o viteza mare de depunere. Au o putere de Acesti electroliti permit o viteza mare de depunere. Au o putere de disociere mai buna decat electrolitii acizi pe baza de sulfati. Au disociere mai buna decat electrolitii acizi pe baza de sulfati. Au utilizare mai restransa datorita costurilor ridicate. Se pot utiliza pentru utilizare mai restransa datorita costurilor ridicate. Se pot utiliza pentru acoperirea sarmelor si benzilor cat si pentru zincarea in clopot si acoperirea sarmelor si benzilor cat si pentru zincarea in clopot si tambur. In solutia de electrolit are loc disocierea fluoroboratilor:tambur. In solutia de electrolit are loc disocierea fluoroboratilor:

In timpul electrolizei pe pieasa se reduc ionii de zincIn timpul electrolizei pe pieasa se reduc ionii de zinc ZnZn++++ + 2e- + 2e- Zn Zn iar la anod are loc dizolvarea zincului:iar la anod are loc dizolvarea zincului: Zn Zn Zn Zn++++ +2e- +2e-

424 2)( BFZnBFZn

Page 25: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Bai alcaline de zincareBai alcaline de zincare Bai cianurice.:asigura obtinerea unor acoperiri de granulatie fina, de Bai cianurice.:asigura obtinerea unor acoperiri de granulatie fina, de

culoare mai deschisa si mai dure decat acoperirile obtinute in bai culoare mai deschisa si mai dure decat acoperirile obtinute in bai acide. Electrolitii cu cianuri au putere de patrundere mare si din acide. Electrolitii cu cianuri au putere de patrundere mare si din aceasta cauza sunt folositi pentru zincarea placilor cu profile aceasta cauza sunt folositi pentru zincarea placilor cu profile complicate. In compozitia bailor cianurice de zincare intra oxidul de complicate. In compozitia bailor cianurice de zincare intra oxidul de zinc sau cianura de zinc, un hidroxid alcalin (NaOH sau KOH) si o zinc sau cianura de zinc, un hidroxid alcalin (NaOH sau KOH) si o cianura alcalina (NaCN sau KCN).; in electrolit se formeaza saruri cianura alcalina (NaCN sau KCN).; in electrolit se formeaza saruri complexe de zinc.complexe de zinc.

Pentru obtinerea depunerilor lucioase de zinc se adauga rasini Pentru obtinerea depunerilor lucioase de zinc se adauga rasini formaldehidice, tiouree, gelatina, glicerina si saruri de nichel, formaldehidice, tiouree, gelatina, glicerina si saruri de nichel, NH4SCN, cumarina, etc.NH4SCN, cumarina, etc.

In solutia de electrolit are loc urmatorul proces de disociere:In solutia de electrolit are loc urmatorul proces de disociere:

la catod are loc reactia de reducere a ionilor de zinc:la catod are loc reactia de reducere a ionilor de zinc: ZnZn++++ + 2e- + 2e- Zn Zn Dezavantajele acestei bai consta scaderea concentratiei de zinc Dezavantajele acestei bai consta scaderea concentratiei de zinc

datorita reactiilor de carbonatare datorita reactiilor de carbonatare Toxicitatea solutiilor alcaline de zincare este foarte mare datorita Toxicitatea solutiilor alcaline de zincare este foarte mare datorita

formarii acidului cianhidric (HCN) prin hidroliza cianurilor si formarii acidului cianhidric (HCN) prin hidroliza cianurilor si carbonatarii lor.carbonatarii lor.

422 )(2)( CNZnNaNaCNCNZnNaOH

NaOHCNZnNaOHNaCNZnO 2)(24 422

2442 )(2)( CNZnNaCNZnNa

422 )(2)( CNZnNaNaCNCNZnNaOH

NaOHCNZnNaOHNaCNZnO 2)(24 422

Page 26: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

CuprareaCuprarea Depunerile catodice de cupru prezinta o importanta deosebita din punct Depunerile catodice de cupru prezinta o importanta deosebita din punct

de vedere decorativ-protector cat si functional.de vedere decorativ-protector cat si functional. Bai acide de cuprareBai acide de cuprare Bai ce contin sulfati CuSOBai ce contin sulfati CuSO44, H, H22SOSO44, alcool etilic, dextrina, glicerina si , alcool etilic, dextrina, glicerina si

acidul naftalin disulfonic sau agenti de nivelare, luciu si patrundere. In acidul naftalin disulfonic sau agenti de nivelare, luciu si patrundere. In aceste bai se obtin depuneri macrocristaline cu randamente mari.aceste bai se obtin depuneri macrocristaline cu randamente mari.

In solutie are loc disocierea:In solutie are loc disocierea: la catod ionii de cupru sunt redusi: Cula catod ionii de cupru sunt redusi: Cu2+2+ + 2e- + 2e- Cu; iar la anodul solubil Cu; iar la anodul solubil

se dizolva cuprul Cu se dizolva cuprul Cu Cu Cu++++ + 2e- + 2e- bai cu fluoborati ce contin Cu(BFbai cu fluoborati ce contin Cu(BF44))22, H, H33BOBO33, HBF, HBF44.. Se lucreaza la pH 1,2-1,7 si 60-70Se lucreaza la pH 1,2-1,7 si 60-7000°°C.C. In solutie are loc disocierea fluoboratului de cupru.In solutie are loc disocierea fluoboratului de cupru. si apoi la catod Cusi apoi la catod Cu2+2+ + 2e- + 2e- Cu; sau la anod Cu Cu; sau la anod Cu Cu Cu++++ + 2e + 2e

244 SOCuCuSO

424 2)( BFCuBFCu

Page 27: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Electroliti alcalini de cuprareElectroliti alcalini de cuprare Bai cianuriceBai cianurice In acesti electroliti se obtin structuri fine, aderente, cu putere de patrundere mare In acesti electroliti se obtin structuri fine, aderente, cu putere de patrundere mare

dar necesita consum mare de energie electrica si sunt toxici deci se incearca inlocuirea lor dar necesita consum mare de energie electrica si sunt toxici deci se incearca inlocuirea lor Acesti electroliti contin CuCN, NaCN, NaOH, NaSCN, NaAcesti electroliti contin CuCN, NaCN, NaOH, NaSCN, Na22COCO33. In urma reactiilor . In urma reactiilor

chimice se stabilesc urmatoarele echilibre de tip chimice se stabilesc urmatoarele echilibre de tip

In apropierea catodului, dar in masa electrolitului are loc disocierea complecsilor si radicalilor lor In apropierea catodului, dar in masa electrolitului are loc disocierea complecsilor si radicalilor lor acizi:acizi:

La suprafata catodului in timpul electrolizei are loc reducerea ionilor de cupru: CuLa suprafata catodului in timpul electrolizei are loc reducerea ionilor de cupru: Cu+ ++ + e- e- Cu Cu sau sau iar la suprafata anodului are loc dizolvarea cuprului:iar la suprafata anodului are loc dizolvarea cuprului:

2)(CNCuNaCuCNNaCN

2)()(2

CNCuNaCNCuNa

2)(2 CNCuCNCu

2)(CNCuNaCuCNNaCN

2)()(2

CNCuNaCNCuNa 2)(CNCuNaCuCNNaCN

2)()(2

CNCuNaCNCuNa

2)(2 CNCuCNCu

2)(CNCuNaCuCNNaCN

2)()(2

CNCuNaCNCuNa

Page 28: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

NichelareaNichelarea Acoperirile de nichel sunt rezistente la actiunea coroziva a Acoperirile de nichel sunt rezistente la actiunea coroziva a

atmosferei, a apei, a solutiilor alcaline, a sarurilor si acid sulfuric. atmosferei, a apei, a solutiilor alcaline, a sarurilor si acid sulfuric. Acidul azotic concentrat provoaca pasivarea nichelului. Acoperirile Acidul azotic concentrat provoaca pasivarea nichelului. Acoperirile de nichel sunt de asemenea rezistente fata de acizii organici si fata de nichel sunt de asemenea rezistente fata de acizii organici si fata de gazele uscate continand HCl, HF si Cl pana la 50de gazele uscate continand HCl, HF si Cl pana la 5000C.C.

cel mai frecvent sunt acoperite cu nichel aliaje feroase si neferoase, cel mai frecvent sunt acoperite cu nichel aliaje feroase si neferoase, in special cuprul si aliajele sale precum si aliajele de zinc.in special cuprul si aliajele sale precum si aliajele de zinc. Nichelarile in scop functional se utilizeaza pentru marirea duritatii, a Nichelarile in scop functional se utilizeaza pentru marirea duritatii, a rezistentei la uzura si abraziunerezistentei la uzura si abraziune..

Cele mai eficiente s-au dovedit a fi straturile duble, in care cel de Cele mai eficiente s-au dovedit a fi straturile duble, in care cel de baza, de obicei cu aspect semilucios fara sulf, sau cu continut baza, de obicei cu aspect semilucios fara sulf, sau cu continut scazut de sulf(<0,05%S) stratul semilucios, fara sulf, are un scazut de sulf(<0,05%S) stratul semilucios, fara sulf, are un potential mai pozitiv fata de stratul superior de nichel lucios, cu un potential mai pozitiv fata de stratul superior de nichel lucios, cu un continut mai ridicat de sulf (0.05%S). continut mai ridicat de sulf (0.05%S).

Diferenta de potential intre cele doua strate succesive (30mV) Diferenta de potential intre cele doua strate succesive (30mV) creata in mod controlat permite in cazul accesului mediului coroziv creata in mod controlat permite in cazul accesului mediului coroziv la straturile de nichel (prin pori sau fisuri) sa se formeze o pila locala la straturile de nichel (prin pori sau fisuri) sa se formeze o pila locala de coroziune in care stratul semilucios este catod iar cel lucios este de coroziune in care stratul semilucios este catod iar cel lucios este anod. In aceste conditii, procesul de coroziune inceput se propaga anod. In aceste conditii, procesul de coroziune inceput se propaga lateral prin stratul de nichel lucios si nu in profunzime ca in straturile lateral prin stratul de nichel lucios si nu in profunzime ca in straturile singulare.singulare.

Page 29: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Depunerile catodice de nichel se obtin pe baza Depunerile catodice de nichel se obtin pe baza urmatoarelor reactii catodice si anodice care se urmatoarelor reactii catodice si anodice care se desfasoara in mediul acid constituit din NiSOdesfasoara in mediul acid constituit din NiSO44, , HH33BOBO33 si agenti de nichelare, luciu, patrundere: si agenti de nichelare, luciu, patrundere:

La catod: NiLa catod: Ni++++ + 2e- + 2e- Ni ; Ni ; 2H2H++ + 2e- + 2e- H H22 (reactie secundara) (reactie secundara)

La anod: Ni La anod: Ni Ni Ni++++ + 2e- ; + 2e- ; 4OH- 4OH- 2H 2H22O + OO + O22 + 4e- (reactie secundara) + 4e- (reactie secundara)

Factorii care influenteaza natura filmului Factorii care influenteaza natura filmului catodic si prin aceasta caracteristicile depunerii catodic si prin aceasta caracteristicile depunerii sunt: densitatea de curent, temperatura, pH-ul si sunt: densitatea de curent, temperatura, pH-ul si agitarea catodului sau a solutiei. Se aleg acesti agitarea catodului sau a solutiei. Se aleg acesti factori astfel incat reactiile secundare la catod si factori astfel incat reactiile secundare la catod si anod sa aiba o pondere cat mai mica.anod sa aiba o pondere cat mai mica.

Page 30: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Mecanismul reactiei de reducere a ionilor de nichel Mecanismul reactiei de reducere a ionilor de nichel este constituit din doua etape: prima etapa consta este constituit din doua etape: prima etapa consta in formarea hidrogenului atomic dupa reactia: in formarea hidrogenului atomic dupa reactia: NaHNaH22POPO44 +H +H22O O NaH NaH22POPO33 + 2H. + 2H. Hidrogenul Hidrogenul

adsorbit pe suprafata pieselor reduce ionii de nichel adsorbit pe suprafata pieselor reduce ionii de nichel la nichel metalic: la nichel metalic:

NiNi+2+2 +2H +2HNi +2HNi +2H++ Prin tratarea termica, straturile amorfe de nichel Prin tratarea termica, straturile amorfe de nichel

obtinute sunt trecute in stare cristalina avand loc obtinute sunt trecute in stare cristalina avand loc totodata o crestere a duritatii si rezistentei la uzura.totodata o crestere a duritatii si rezistentei la uzura.

Page 31: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

CromareCromare

Se face in bai de acid cromic HSe face in bai de acid cromic H22CrOCrO44 sau K sau K22CrOCrO77 (straturi de oxizi pe (straturi de oxizi pe

Cd, Zn, Al, Fe).Cd, Zn, Al, Fe). In timpul cromarii procesele ce au loc la electrozi in timpul electrolizei In timpul cromarii procesele ce au loc la electrozi in timpul electrolizei

sunt:sunt: La catod reducerea cromului hexavalent la crom trivalent, La catod reducerea cromului hexavalent la crom trivalent,

depunerea cromului metalic si degajarea puternica a hidrogenului depunerea cromului metalic si degajarea puternica a hidrogenului conform reactilor:conform reactilor:

La anod, oxidarea cromului trivalent la com hexavalent concomitent La anod, oxidarea cromului trivalent la com hexavalent concomitent cu degajarea oxigenului:cu degajarea oxigenului:

OHOCreHCrO 2323 3662

OHCrOeHOCr 232 22

OHCre2H2CrO 2

eHOOH 662/33 22

422232 22/32 CrOHOOHOCr

OHCrOeHOCr 232 22

OHCre2H2CrO 2

OHCrOeHOCr 232 22

eHOOH 662/33 22

422232 22/32 CrOHOOHOCr

Page 32: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Cromarea duraCromarea dura reprezinta acoperirile de crom cu reprezinta acoperirile de crom cu grosime mare 0,03-0,3mm. Cromul se depune in grosime mare 0,03-0,3mm. Cromul se depune in general direct pe oteluri cu duritate mai mica de 56-general direct pe oteluri cu duritate mai mica de 56-60 HRC, dar nu mai mare de 62 HRC. Acoperirle 60 HRC, dar nu mai mare de 62 HRC. Acoperirle cu crom maresc rezistenta la uzura de 5-6 ori fata cu crom maresc rezistenta la uzura de 5-6 ori fata de otelul neacoperit. Cromarea dura este mult de otelul neacoperit. Cromarea dura este mult imbunatatita prin mentinerea pieselor cromate in imbunatatita prin mentinerea pieselor cromate in cuptoare la temperatura de 150-200cuptoare la temperatura de 150-20000C timp de 1-C timp de 1-4ore cand are loc degajarea H4ore cand are loc degajarea H22 difuzat in timpul difuzat in timpul depunerii catodice de crom.depunerii catodice de crom.

Cromarea poroasaCromarea poroasa Pentru a mari rezistenta la Pentru a mari rezistenta la uzura a suprafetelor metalice supuse frecarii in uzura a suprafetelor metalice supuse frecarii in conditii grele de lucru, temperatura si presiune conditii grele de lucru, temperatura si presiune inalta se foloseste tehnica cromarii poroase care inalta se foloseste tehnica cromarii poroase care mareste umectarea lubrifiantului pe suprafata mareste umectarea lubrifiantului pe suprafata metalica.metalica.

Page 33: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Cromare decorativaCromare decorativa- cromare lucioasa se depun - cromare lucioasa se depun catodic gosimi mici 0,2-0,5 catodic gosimi mici 0,2-0,5 m pe un substrat de nichel m pe un substrat de nichel sau cupru-nichelat. Pentru obtinerea unor depuneri fara sau cupru-nichelat. Pentru obtinerea unor depuneri fara fisuri cu proprietati bune anticorozive se intrebuinteaza fisuri cu proprietati bune anticorozive se intrebuinteaza electroliti in care raportul CrOelectroliti in care raportul CrO33:H:H22SOSO44>100:1, iar regimul >100:1, iar regimul de lucru se potriveste in general dupa metalul de baza de lucru se potriveste in general dupa metalul de baza ce urmeaza a fi acoperit.ce urmeaza a fi acoperit.

Cromare in strate disperseCromare in strate disperse se realizeaza prin se realizeaza prin dispersarea in solutia de cromare a unor particole de dispersarea in solutia de cromare a unor particole de dimensiuni de 0,04-0,5dimensiuni de 0,04-0,5m de Alm de Al22OO33, SiO, SiO22, sticla, ulei, , sticla, ulei, parafina.parafina.

Calitatea stratului de crom ce inglobeaza pulberea Calitatea stratului de crom ce inglobeaza pulberea adaosurilor de materiale abrazive depinde in principal de adaosurilor de materiale abrazive depinde in principal de supratensiunea catodica, conductivitatea electrica a supratensiunea catodica, conductivitatea electrica a solutiei de electrolit si randamentul electrolizei. Straturile solutiei de electrolit si randamentul electrolizei. Straturile disperse de crom au o rezistenta deosebit de buna la disperse de crom au o rezistenta deosebit de buna la uzura si coroziune.uzura si coroziune.

Page 34: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

StanareStanare Staniul prezinta proprietati protectoare unice fata de Staniul prezinta proprietati protectoare unice fata de

produsele alimentare ceea ce a permis aplicarea stanarii pe produsele alimentare ceea ce a permis aplicarea stanarii pe sacra larga in industria alimentara. Stanarea si-a gasit un sacra larga in industria alimentara. Stanarea si-a gasit un larg domeniu de utilizare in industria electrotehnica.larg domeniu de utilizare in industria electrotehnica.

Materialele de baza pe care se depun staniul electrolitic Materialele de baza pe care se depun staniul electrolitic sunt otelurile si fontele de diferite calitati, cuprul si aliajele sunt otelurile si fontele de diferite calitati, cuprul si aliajele de cupru.de cupru.

Electroliti acizi de stanareElectroliti acizi de stanare::-pe baza de sulfati. In acesti electroliti sursa ionilor de -pe baza de sulfati. In acesti electroliti sursa ionilor de staniu o constituie sulfatul de staniu SnSOstaniu o constituie sulfatul de staniu SnSO44. Acidul sulfuric . Acidul sulfuric se adauga pentru a preveni hidroliza sarurilor de staniu. se adauga pentru a preveni hidroliza sarurilor de staniu. Agentul de luciu cel mai des folosit este beta-naftol.Agentul de luciu cel mai des folosit este beta-naftol.

In solutie: In solutie: La catod: SnLa catod: Sn+++++ 2e- + 2e- Sn are loc stanarea piesei. Sn are loc stanarea piesei.

Anodul solubil de staniu se dizolva Sn Anodul solubil de staniu se dizolva Sn Sn Sn+2+2 +2e- +2e-

24

24 SOSnSnSO

Page 35: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Electrolitii de stanat contin stanat de sodiu NaElectrolitii de stanat contin stanat de sodiu Na22SnOSnO33 ca ca sursa de ioni tetravalenti si NaOH care asigura echilibrul sursa de ioni tetravalenti si NaOH care asigura echilibrul chimic si creste conductivitatea electrica. In solutia baii chimic si creste conductivitatea electrica. In solutia baii au loc procesele:au loc procesele:

la catod are loc reducerea succesiva a ionilor de staniula catod are loc reducerea succesiva a ionilor de staniu

la anod electrodul de staniu se pasiveaza formand un la anod electrodul de staniu se pasiveaza formand un strat de SnOstrat de SnO22 care permite dizolvarea staniului in ioni care permite dizolvarea staniului in ioni tetravalenti.tetravalenti.

2332 2 SnONaSnONa

OHSnOHSnO 63 42

23

24 2 SneSn

SneSn 22

2332 2 SnONaSnONa

OHSnOHSnO 63 42

23

24 2 SneSn

SneSn 22

Page 36: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Depuneri de metale nobile (Ag, Depuneri de metale nobile (Ag, Au)Au)

ArgintareaArgintarea se efectueaza in majoritatea cazurilor pe piese din cupru si se efectueaza in majoritatea cazurilor pe piese din cupru si aliajele acestuia. In cazul pieselor din otel este necesara depunerea aliajele acestuia. In cazul pieselor din otel este necesara depunerea unui strat intermediar de cupru. Conductivitatea electrica si termica unui strat intermediar de cupru. Conductivitatea electrica si termica foarte bune au impus folosirea depunerilor de argint in industria foarte bune au impus folosirea depunerilor de argint in industria electronica si electrotehnica.electronica si electrotehnica.

In atmosfera cu HIn atmosfera cu H22S sau alti compusi de sulf argintul se inegreste S sau alti compusi de sulf argintul se inegreste acoperindu-se cu o pelicula de sulfura de argint Agacoperindu-se cu o pelicula de sulfura de argint Ag22S.S.

Principalul component al electrolitilor alcalini cianurici folositi pentru Principalul component al electrolitilor alcalini cianurici folositi pentru argintare si care constituie sursa de ioni metalici este cianura argintare si care constituie sursa de ioni metalici este cianura complexa de argint si potasiucomplexa de argint si potasiu

Hidroxidul de potasiu (KOH) care asigura stabilitatea complexului si Hidroxidul de potasiu (KOH) care asigura stabilitatea complexului si conductivitatea electrica a solutie este un activaror al dizolvarii conductivitatea electrica a solutie este un activaror al dizolvarii anodice.anodice.

32 )(2 CNAgKAgCNKCN

Page 37: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

In solutia de electrolit complexul se disociaza:In solutia de electrolit complexul se disociaza:

La catod se reduc ionii de AgLa catod se reduc ionii de Ag++ +e +e Ag Ag

iar la anodul solubil Ag iar la anodul solubil Ag AgAg++++ e-. e-. Agentii de luciu sunt sulfura de carbon SAgentii de luciu sunt sulfura de carbon S22C, sulfocianura de amoniu C, sulfocianura de amoniu

(NH(NH44SCN) sau tiosulfatul de amoniu (NHSCN) sau tiosulfatul de amoniu (NH44))22SS22OO33

Depuneri catodice de aur (aurire)Depuneri catodice de aur (aurire) Stabilitatea chimica foarte mare si pastrarea luciului metalic placut in Stabilitatea chimica foarte mare si pastrarea luciului metalic placut in

timp indelungat, recomanda folosirea aurului pentru protectie timp indelungat, recomanda folosirea aurului pentru protectie anticoroziva a diferitelor piese si aparate de precizie, precum si in anticoroziva a diferitelor piese si aparate de precizie, precum si in industria ceasornicelor.industria ceasornicelor.

Depunerea aurului se face din bai alcaline de complexi cianurici in care Depunerea aurului se face din bai alcaline de complexi cianurici in care aurul este monovalent K[Au(CN)aurul este monovalent K[Au(CN)22]:]:

la catod [Au(CN)2]- la catod [Au(CN)2]- Au Au++ +2CN- +2CN- si apoi reducerea ionului Ausi apoi reducerea ionului Au++ + e- + e- AuAu

2

332 CNAgK2CNAgK )()(

CNCNAgCNAg 2

2

2

3 )()(

CN2AgCNAg 2)(

])([])([ 22 CNAuKCNAuK

2

332 CNAgK2CNAgK )()(

CNCNAgCNAg 2

2

2

3 )()(

CN2AgCNAg 2)(

2

332 CNAgK2CNAgK )()(

CNCNAgCNAg 2

2

2

3 )()(

Page 38: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Depuneri catodice de aliajeDepuneri catodice de aliaje Depunerea electrochimica a aliajelor metalice permite obtinerea Depunerea electrochimica a aliajelor metalice permite obtinerea

unei game variate de acoperiri cu performante deosebite specifice unei game variate de acoperiri cu performante deosebite specifice unor domenii noi de activitate.unor domenii noi de activitate.

Pentru depunerea simultana a doua sau mai multe metale este Pentru depunerea simultana a doua sau mai multe metale este necesar ca potentialuil lor de descarcare sa fie egale ceea ce poate necesar ca potentialuil lor de descarcare sa fie egale ceea ce poate

fi exprimat prin relatia:fi exprimat prin relatia:

unde unde 11oo si si 22

00 reprezinta potentialele standard a celor doua metale reprezinta potentialele standard a celor doua metale

in solutia de electrolit.in solutia de electrolit. Deoarece activitatea ionilor si pH-ul nu pot fi variate nelimitat, Deoarece activitatea ionilor si pH-ul nu pot fi variate nelimitat,

aceastea determina egalarea potentialelor in mica masura exceptie aceastea determina egalarea potentialelor in mica masura exceptie facand codepunerea ionilor cu potentiale standard apropiate.facand codepunerea ionilor cu potentiale standard apropiate.

Parametrul care are un efect considerabil asupra egalarii Parametrul care are un efect considerabil asupra egalarii potentialelor de electrod chiar in cazul potentialelor de electrod chiar in cazul 11

oo si si 2200 diferite este diferite este

supratensiunea catodicasupratensiunea catodica..

22

2

0

211

1

0

1 aFz

RTa

Fz

RT lnln

Page 39: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Depuneri metalice fara curent electric. Depuneri metalice fara curent electric. Depuneri chimiceDepuneri chimice

Metodele de depunere chimica au dovedit o Metodele de depunere chimica au dovedit o alternativa la depunerea electrochimica fiind larg alternativa la depunerea electrochimica fiind larg utilizate in tehnologiile electronice si electrotehnice, in utilizate in tehnologiile electronice si electrotehnice, in constructia de masini unde se depun chimic direct pe constructia de masini unde se depun chimic direct pe otel aliaje de nichel-fosfor (Ni-P) si nichel bor (Ni-B) otel aliaje de nichel-fosfor (Ni-P) si nichel bor (Ni-B) deosebit de rezistente la gripaj.deosebit de rezistente la gripaj.

In cazul depunerii chimice, fara curent electric exterior, In cazul depunerii chimice, fara curent electric exterior, electronii necesari reducerii ionilor metalici se obtin electronii necesari reducerii ionilor metalici se obtin direct din solutie printr-o reactie chimica. direct din solutie printr-o reactie chimica. Pentru Pentru aceasta exista trei posibilitati:aceasta exista trei posibilitati:

Depunerea a) prin imersie; b) prin contact; c) prin Depunerea a) prin imersie; b) prin contact; c) prin reducere.reducere.

Page 40: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Depunerea prin imersie Depunerea prin imersie . pentru ca depunerea sa aiba loc . pentru ca depunerea sa aiba loc trebuie ca cele doua metale sa aiba potentiale diferite. Metalul trebuie ca cele doua metale sa aiba potentiale diferite. Metalul care se acopera Mcare se acopera M11(de exemplu fier) are potentialul standard mai (de exemplu fier) are potentialul standard mai negativ (-0,44V) decat metalul care se depune Mnegativ (-0,44V) decat metalul care se depune M22 (de exemplu (de exemplu cupru) care este pozitiv +0,344V. Metalul Mcupru) care este pozitiv +0,344V. Metalul M22 se gaseste in solutie se gaseste in solutie sub forma de ioni (ex. sub forma de ioni (ex. CuCu+2+2). Reactiile care au loc sunt:). Reactiile care au loc sunt:

MM11 M M11+z+z + z + z11e- Fe e- Fe Fe Fe+2+2 + 2e- + 2e-

MM22+z2+z2 +ze- +ze- M M22

CuCu+2+2 +2e- +2e- Cu Cu

Cuprarea fierului prin imersie in solutie acida de CuSOCuprarea fierului prin imersie in solutie acida de CuSO44 este un este un exemplu caracteristic.exemplu caracteristic.

Aurirea prin imersie se bazeaza pe diferenta de potential la limita Aurirea prin imersie se bazeaza pe diferenta de potential la limita dintre suprafata pieselor de acoprit si solutie. Rezultatele cele mai dintre suprafata pieselor de acoprit si solutie. Rezultatele cele mai bune se obtin prin aurirea pieselor de alama. bune se obtin prin aurirea pieselor de alama. Grosimea stratului Grosimea stratului de aur rezultat pe aceasta cale nu depaseste 0,1de aur rezultat pe aceasta cale nu depaseste 0,1m.m.

Clorura de aur se disociaza AuClClorura de aur se disociaza AuCl33 Au Au+3+3 + 3Cl-. + 3Cl-. Potentialul standard al aurului este mult mai pozitiv decat al Potentialul standard al aurului este mult mai pozitiv decat al aliajului, drept care are loc reactia de reducere: Aualiajului, drept care are loc reactia de reducere: Au+3+3 +3e- +3e- Au pe Au pe piesa de alama.piesa de alama.

Concentratia sarii de aur in electrolit este foarte mica Concentratia sarii de aur in electrolit este foarte mica 0,4g/l.0,4g/l.

Page 41: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Depunere chimica prin contact. Depunere chimica prin contact.

In aceasta metoda pe langa metalul ce trebuie acoperit MIn aceasta metoda pe langa metalul ce trebuie acoperit M11 ( de exemplu ( de exemplu

fier) si metalul care se depune Mfier) si metalul care se depune M22 (de exemplu cuprul) se foloseste si un (de exemplu cuprul) se foloseste si un

al treilea metal Mal treilea metal M33 ( de exemplu aluminiul) care se numeste metal de ( de exemplu aluminiul) care se numeste metal de

contact. Acest metal are functia de donor de electroni, in timp ce el trece contact. Acest metal are functia de donor de electroni, in timp ce el trece in solutie in solutie

Reactiile care au loc la depunerea prin contact sunt urmatoarele:Reactiile care au loc la depunerea prin contact sunt urmatoarele:

MM11 MM11++ + e + e-- Fe Fe Fe Fe+2+2 +2e +2e--

MM22++ +e +e-- MM22 Cu Cu+2+2 +2e +2e-- CuCu

MM33 M M33z+z+ +ze +ze-- 2Al 2Al 2Al 2Al+3+3 +6e +6e--

MM22+z+z +xe +xe-- MM22 3Cu 3Cu+2+2 +6e +6e-- 3Cu3Cu

MM22y+y+ +ye +ye--MM22 unde ze unde ze-- =xe =xe-- +ye +ye--

Atat fierul cat si aluminiul sunt metale cu potential standard mai negativ Atat fierul cat si aluminiul sunt metale cu potential standard mai negativ decat cuprul, dar metalul de contact trebuie sa aiba potentialul standard decat cuprul, dar metalul de contact trebuie sa aiba potentialul standard mai negativ decat al metalului ce trebuie acoperit. mai negativ decat al metalului ce trebuie acoperit.

Page 42: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Depunerea prin reducere.Depunerea prin reducere. La depunerea chimica La depunerea chimica prin reducere electronii necesari reducerii ionilor prin reducere electronii necesari reducerii ionilor metalici se obtin cu ajutorul unei substante metalici se obtin cu ajutorul unei substante reducatoare care se oxideaza simultan: reducatoare care se oxideaza simultan:

R R RR+z+z +ze- +ze- MM+z+z + ze- + ze- M M

Substante reducatoare sunt: hipofosfitul de sodiu Substante reducatoare sunt: hipofosfitul de sodiu 00

red-oxred-ox= -1,65V si formaldehida = -1,65V si formaldehida 00red-oxred-ox = -1,07V. = -1,07V.

Adaosul de substante reducatoare se regleaza in Adaosul de substante reducatoare se regleaza in functie de grosimea stratului metalic depus.functie de grosimea stratului metalic depus.

Procesul de nichelare chimica se bazeaza pe Procesul de nichelare chimica se bazeaza pe reducerea ionilor de nichel cu ajutorul hipofosfitului reducerea ionilor de nichel cu ajutorul hipofosfitului de sodiude sodiu

Page 43: Curs_ Protectie Acoperiri Ppt_1

Straturi organiceStraturi organice PeliculogenePeliculogene, se aplica in stare fluida si prin evaporarea , se aplica in stare fluida si prin evaporarea

solventului se transforma in pelicula subtire decorativa si solventului se transforma in pelicula subtire decorativa si autocoroziva.autocoroziva.

VopseleVopsele;Constituenti: liant-rasina dizolvata in solvent care ;Constituenti: liant-rasina dizolvata in solvent care dizolva pelicula; fragment-organic si anorganic; -solvent volatil dizolva pelicula; fragment-organic si anorganic; -solvent volatil

CHCH33OH, COH, C22HH66-C-CO, CO, C66HH55-CH-CH33 Grund: Grund: Strat primar de aderenta pe care se aplica vopseaua, Strat primar de aderenta pe care se aplica vopseaua,

contine material protector cu Zn (nu se mai fac cu Pb).contine material protector cu Zn (nu se mai fac cu Pb). Vopselele sunt suspensii de fragmente in materiale Vopselele sunt suspensii de fragmente in materiale

peliculogene. Se clasifica in vopsele de ulei, emulsionabile, cu peliculogene. Se clasifica in vopsele de ulei, emulsionabile, cu liant solubil in Hliant solubil in H22OO

LacuriLacuri: peliculogene fara pigmenti.: peliculogene fara pigmenti. EmailuriEmailuri: peliculogene pigmentate care dupa uscare formeaza : peliculogene pigmentate care dupa uscare formeaza

straturi dure, netede.straturi dure, netede. Aplicare: cu pensula, prin pulverizare, electroforetic.Aplicare: cu pensula, prin pulverizare, electroforetic.